AVI视频的合成和分解方法VC++实现.docx
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AVI视频的合成和分解方法VC++实现
AVI文件的合成和分解
VC++实现
摘要:
本文详细的解析了AVI文件的存储结构,介绍了微软提供的用来操作AVI文件的一组API使用方法,并通过例子代码,演示了如何将一组静态Bmp图片合成一个avi视频文件以及如何将一个avi视频文件解析保存为一系列的bmp图像文件。
关键词:
avi文件bmp图像vc
AVI是音频视频交错(AudioVideoInterleaved)的英文缩写,它是Microsoft公司开发的一种符合RIFF文件规范的数字音频与视频文件格式,原先用于MicrosoftVideoforWindows(简称VFW)环境,现在已被Windows95/98、OS/2等多数操作系统直接支持。
AVI格式允许视频和音频交错在一起同步播放,支持256色和RLE压缩,但AVI文件并未限定压缩标准,因此,AVI文件格式只是作为控制界面上的标准,不具有兼容性,用不同压缩算法生成的AVI文件,必须使用相应的解压缩算法才能播放出来。
常用的AVI播放驱动程序,主要是MicrosoftVideoforWindows或Windows95/98中的Video1,以及Intel公司的IndeoVideo。
在介绍AVI文件前,我们要先来看看RIFF文件结构。
AVI文件采用的是RIFF文件结构方式,RIFF(ResourceInterchangeFileFormat,资源互换文件格式)是微软公司定义的一种用于管理windows环境中多媒体数据的文件格式,波形音频wave,MIDI和数字视频AVI都采用这种格式存储。
构造RIFF文件的基本单元叫做数据块(Chunk),每个数据块包含3个部分,
1、4字节的数据块标记(或者叫做数据块的ID)
2、数据块的大小
3、数据
整个RIFF文件可以看成一个数据块,其数据块ID为RIFF,称为RIFF块。
一个RIFF文件中只允许存在一个RIFF块。
RIFF块中包含一系列的子块,其中有一种字块的ID为"LIST",称为LIST,LIST块中可以再包含一系列的子块,但除了LIST块外的其他所有的子块都不能再包含子块。
RIFF和LIST块分别比普通的数据块多一个被称为形式类型(FormType)和列表类型(ListType)的数据域,其组成如下:
1、4字节的数据块标记(ChunkID)
2、数据块的大小
3、4字节的形式类型或者列表类型
4、数据
下面我们看看AVI文件的结构。
AVI文件是目前使用的最复杂的RIFF文件,它能同时存储同步表现的音频视频数据。
AVI的RIFF块的形式类型是AVI,它包含3个子块,如下所述:
1、信息块,一个ID为"hdrl"的LIST块,定义AVI文件的数据格式。
2、数据块,一个ID为"movi"的LIST块,包含AVI的音视频序列数据。
3、索引块,ID为"idxl"的子块,定义"movi"LIST块的索引数据,是可选块。
AVI文件的结构如下图所示,下面将具体介绍AVI文件的各子块构造。
1、信息块,信息块包含两个子块,即一个ID为avih的子块和一个ID为strl的LIST块。
信息块
"avih"子块的内容可由如下的结构定义:
typedefstruct
{
DWORDdwMicroSecPerFrame;//显示每桢所需的时间ns,定义avi的显示速率
DWORDdwMaxBytesPerSec;//最大的数据传输率
DWORDdwPaddingGranularity;//记录块的长度需为此值的倍数,通常是2048
DWORDdwFlages;//AVI文件的特殊属性,如是否包含索引块,音视频数据是否交叉存储
DWORDdwTotalFrame;//文件中的总桢数
DWORDdwInitialFrames;//说明在开始播放前需要多少桢
DWORDdwStreams;//文件中包含的数据流种类
DWORDdwSuggestedBufferSize;//建议使用的缓冲区的大小,
//通常为存储一桢图像以及同步声音所需要的数据之和
DWORDdwWidth;//图像宽
DWORDdwHeight;//图像高
DWORDdwReserved[4];//保留值
}MainAVIHeader;
"strl"LIST块用于记录AVI数据流,每一种数据流都在该LIST块中占有3个子块,他们的ID分别是"strh","strf","strd";
"strh"子块由如下结构定义。
typedefstruct
{
FOURCCfccType;//4字节,表示数据流的种类vids表示视频数据流
//auds音频数据流
FOURCCfccHandler;//4字节,表示数据流解压缩的驱动程序代号
DWORDdwFlags;//数据流属性
WORDwPriority;//此数据流的播放优先级
WORDwLanguage;//音频的语言代号
DWORDdwInitalFrames;//说明在开始播放前需要多少桢
DWORDdwScale;//数据量,视频每桢的大小或者音频的采样大小
DWORDdwRate;//dwScale/dwRate=每秒的采样数
DWORDdwStart;//数据流开始播放的位置,以dwScale为单位
DWORDdwLength;//数据流的数据量,以dwScale为单位
DWORDdwSuggestedBufferSize;//建议缓冲区的大小
DWORDdwQuality;//解压缩质量参数,值越大,质量越好
DWORDdwSampleSize;//音频的采样大小
RECTrcFrame;//视频图像所占的矩形
}AVIStreamHeader;
"strf"子块紧跟在"strh"子块之后,其结构视"strh"子块的类型而定,如下所述;如果strh子块是视频数据流,则strf子块的内容是一个与windows设备无关位图的BIMAPINFO结构,如下:
typedefstructtagBITMAPINFO
{
BITMAPINFOHEADERbmiHeader;
RGBQUADbmiColors[1];//颜色表
}BITMAPINFO;
typedefstructtagBITMAPINFOHEADER
{
DWORDbiSize;
LONGbiWidth;
LONGbiHeight;
WORDbiPlanes;
WORDbiBitCount;
DWORDbiCompression;
DWORDbiSizeImage;
LONGbiXPelsPerMeter;
LONGbiYPelsPerMeter;
DWORDbiClrUsed;
DWORDbiClrImportant;
}BITMAPINFOHEADER;
如果strh子块是音频数据流,则strf子块的内容是一个WAVEFORMAT结构,如下:
typedefstruct
{
WORDwFormatTag;
WORDnChannels;//声道数
DWORDnSamplesPerSec;//采样率
DWORDnAvgBytesPerSec;//WAVE声音中每秒的数据量
WORDnBlockAlign;//数据块的对齐标志
WORDbiSize;//此结构的大小
}WAVEFORMAT
"strd"子块紧跟在strf子块后,存储供压缩驱动程序使用的参数,不一定存在,也没有固定的结构。
"strl"LIST块定义的AVI数据流依次将"hdrl"LIST块中的数据流头结构与"movi"LIST块中的数据联系在一起,第一个数据流头结构用于数据流0,第二个用于数据流1,依次类推。
数据块中存储视频和音频数据流,数据可直接存于"movi"LIST块中。
数据块中音视频数据按不同的字块存放,其结构如下所述,
音频字块
"##wb"
Wave数据流
视频子块中存储DIB数据,又分为压缩或者未压缩DIB,
"##db"
RGB数据流
"##dc"
压缩的图像数据流
看到了吧,avi文件的图像数据可以是压缩的,和非压缩格式的。
对于压缩格式来说,也可采用不同的编码,也许你曾经遇到有些avi没法识别,就是因为编码方式不一样,如果没有相应的解码,你就没法识别视频数据。
AVI的编码方式有很多种,比较常见的有mpeg2,mpeg4,divx等。
索引块,索引快包含数据块在文件中的位置索引,能提高avi文件的读写速度,其中存放着一组AVIINDEXENTRY结构数据。
如下,这个块并不是必需的,也许不存在。
typedefstruct
{
DWORDckid;//记录数据块中子块的标记
DWORDdwFlags;//表示chid所指子块的属性
DWORDdwChunkOffset;//子块的相对位置
DWORDdwChunkLength;//子块长度
};
现在我相信你肯定会对AVI的文件结构已经很清楚了,在介绍完了AVI文件结构后,我们就来看看如何对avi文件进行读写了,为了对avi进行读写,微软提供了一套API,总共50个函数,他们的用途主要有两类,一个是avi文件的操作,一类是数据流streams的操作。
1、打开和关闭文件
AVIFileOpen,AVIFileAddRef,AVIFileRelease
2、从文件中读取文件信息
通过AVIFileInfo可以获取avi文件的一些信息,这个函数返回一个AVIFILEINFO结构,通过AVIFileReadData可以用来获取AVIFileInfo函数得不到的信息。
这些信息也许不包含在文件的头部,比如拥有file的公司和个人的名称。
3、写入文件信息
可以通过AVIFileWriteData函数来写入文件的一些额外信息。
4、打开和关闭一个流
打开一个数据流就跟打开文件一样,你可以通过AVIFileGetStream函数来打开一个数据流,这个函数创建了一个流的接口,然后在该接口中保存了一个句柄。
如果你想操作文件的某一个单独的流,你可以采用AVIStreamOpenFromFile函数,这个函数综合了AVIFileOpen和AVIFileGetStream函数。
如果你想操作文件中的多个数据流,你就要首先AVIFileOpen,然后AVIFileGetStream。
可以通过AVIStreamAddRef来增加stream接口的引用。
通过AVIStreamRelease函数来关闭数据流。
这个函数用来减少streams的引用计数,当计数减少为0时,删除。
5、从流中读取数据和信息
AVIStreamInfo函数可以获取数据的一些信息,该函数返回一个AVISTREAMINFO结构,该结构包含了数据的类型压缩方法,建议的buffersize,回放的rate,以及一些description。
如果数据流还有一些其它的额外的信息,你可以通过AVIStreamReadData函数来获取。
应用程序分配一个内存,传递给这个函数,然后这个函数会通过这个内存返回数据流的信息,额外的信息可能包括数据流的压缩和解压缩的方法,你可以通过AVIStreamDataSize宏来回去需要申请内存块的大小。
可以通过AVIStreamReadFormat函数获取数据流的格式信息。
这个函数通过指定的内存返回数据流的格式信息,比如对于视频流,这个buffer包含了一个BIMAPINFO结构,对于音频流,内存块包含了WAVEFORMATEX或者PCMAVEFORMAT结构。
你可以通过给AVIStreamReadFormat传递一个空buffer就可以获取buffer的大小。
也可以通过AVIStreamFormatSize宏。
可以通过AVIStreamRead函数来返回多媒体的数据。
这个函数将数据复制到应用程序提供的内存中,对于视频流,这个函数返回图像祯,对于音频流,这个函数返回音频的sample数据。
可以通过给AVIStreamRead传递一个NULL的buffer来获取需要的buffer的大小。
也可以通过AVIStreamSampleSize宏来获取buffer的大小。
有些AVI数据流句柄可能需要在启动数据流的前要做一下准备工作,此时,我们可以调用AVIStreamBeginStreaming函数来告知AVI数据流handle来申请分配它需要的一些资源。
在完毕后,调用AVIStreamEndStreamming函数来释放资源。
6、操作压缩的视频数据
如果你要演示一祯或者几祯压缩视频图像时,你可以调用AVIStreamRead函数,将获取的数据传递给DrawDib函数来显示图像。
这些函数可以显示压缩和未压缩的图像。
AVIFile也提供了一个函数AVIStreamGetFrameOpen,来获取未压缩的视频祯,这个函数创建了内存来获取未压缩的数据。
也可以通过AVIStreamGetFrame函数来解压缩一个单独的视频祯。
这个函数可以解压缩某一祯图像,然后将数据以一个BIMAPINFOHEADER结构返回。
当你调用完AVIStreamGetFrame函数后,要调用AVIStreamGetFrameClose函数释放上一个函数申请的资源。
7、根据已存在的数据流创建文件
创建一个包含多个数据流的文件的方法就是整合多个数据流,将其写入一个新文件。
这些数据流可以是内存中的数据,也可以是存在于另一个文件中。
我们可以用AVISave这个函数来build一个文件。
这个函数可以创建一个文件,并且将指定的多个数据流按照指定的顺序写入文件,你也可以通过AVISaveV函数来创建一个新的文件,这个函数的功能和AVISave的功能一样,主要区别是AVISaveV采用的数据流数组,而AVISave是单个的数据流,多次保存。
我们可以调用AVISaveOptions函数来显示一个对话框,可以让用户来选择压缩方式。
我们可以在调用AVISave和AVISaveV函数时指定一个回调函数,用来显示avi文件的生成进度,可以让用户随时地取消生成avi文件。
我们可以调用GetSaveFileNamePreview函数来显示保存的对话框让用户选择保存的文件名。
通过AVIMakeFileFromStreams函数我们可以创建一个虚拟的文件句柄,其他的avi函数可以通过这个虚拟的文件句柄来操作文件中的数据流,操作完毕要记得调用AVIFileRelease释放。
8、向文件写入一个数据流
我们可以通过AVIFileCreateStream函数来在一个新文件或者已经存在的文件中创建一个数据流。
这个函数根据AVISTREAMINFO结构定义了新的数据流,并为新的数据流创建一个接口,返回接口的指针。
在写入新的数据前,一定要指定流的格式信息,通过AVIStreamSetFormat函数,当设置一个视频流的时候,一定要使用BIMAPINFO结构来设置,音频就用WAVEFORMAT。
然后我们就可以通过AVIStreamWrite函数将我们的多媒体数据写入数据流了。
这个函数将应用程序提供的内存数据复制到指定的流。
缺省的avihandler将数据写入流的最后。
如果你有其他额外的信息需要写入流,你可以调用AVIFileWriteData或者AVIStreamWriteData,最后记得在完成数据写入后,要调用AVIStreamRelease。
9、数据流中的祯的位置
寻找起始祯:
可以通过AVIStreamStart函数来获取第一祯包含的samplenumber。
也可以通过AVIStreamInfo函数来获取这个信息,这个函数的AVISTREAMINFO结构中包含了dwStart,可以通过AVIStreamStartTime宏来获取第一个sample。
可以通过AVIStreamLength函数来获取流的长度。
这个函数返回流中的sample的数目。
也可以通过AVIStreamInfo函数来获取这些信息,可以通过AVIStreamLengthTime宏来获取流的长度,毫秒。
在视频流中,一个sample对应着一祯图像,所以,有时这些sample中没有视频数据,如果你调用AVIStreamRead函数来数据,可能返回NULL,也可以通过AVIStreamFindSample通过指定FIND_ANY标志来查找指定的sample。
查找关键祯
通过AVIStreamFindSample函数查找符合要寻找的sample,然后可以通过下面的宏判断是否关键祯。
在time和sample间互相切换。
AVIStreamSampleToTime这个函数可以将smaple转换成毫秒。
对于视频,这个值代表的是这个祯开始播放的时间。
在了解了上面的知识后,我们对avi的文件结构以及如何操作avi文件心里就明白了,下面我们可以开始我们的编程了。
我们要做两件事情:
1、如何将一组静态的bmp位图合成一个avi的视频文件;
2、如何将一个未压缩的avi文件解析成一幅幅位图。
示例程序界面如下:
下面的函数演示了如何将一个文件夹下面的所有bmp文件都保存为一个avi文件,函数的第一个参数是要生成的AVI的文件名,第二个参数是存放bmp文件的文件夹名,这个函数会枚举该文件夹下的所有bmp文件,合成一个AVI文件。
voidCbmp2aviDlg:
:
AVItoBmp(CStringstrAVIFileName,CStringstrBmpDir)
{
//TODO:
在此添加控件通知处理程序代码
AVIFileInit();
PAVIFILEavi;
intres="AVIFileOpen"(&avi,strAVIFileName,OF_READ,NULL);
intn=GetLastError();
if(res!
=AVIERR_OK)
{
//anerroroccures
if(avi!
=NULL)
AVIFileRelease(avi);
return;
}
AVIFILEINFOavi_info;
AVIFileInfo(avi,&avi_info,sizeof(AVIFILEINFO));
PAVISTREAMpStream;
res=AVIFileGetStream(avi,&pStream,streamtypeVIDEO/*videostream*/,
0/*firststream*/);
if(res!
=AVIERR_OK)
{
if(pStream!
=NULL)
AVIStreamRelease(pStream);
AVIFileExit();
return;
}
//dosometaskwiththestream
intiNumFrames;
intiFirstFrame;
iFirstFrame=AVIStreamStart(pStream);
if(iFirstFrame==-1)
{
//Errorgetteingtheframeinsidethestream
if(pStream!
=NULL)
AVIStreamRelease(pStream);
AVIFileExit();
return;
}
iNumFrames=AVIStreamLength(pStream);
if(iNumFrames==-1)
{
//Errorgetteingthenumberofframesinsidethestream
if(pStream!
=NULL)
AVIStreamRelease(pStream);
AVIFileExit();
return;
}
//gettingbitmapfromframe
BITMAPINFOHEADERbih;
ZeroMemory(&bih,sizeof(BITMAPINFOHEADER));
bih.biBitCount=24;//24bitperpixel
bih.biClrImportant=0;
bih.biClrUsed=0;
bih.biCompression=BI_RGB;
bih.biPlanes=1;
bih.biSize=40;
bih.biXPelsPerMeter=0;
bih.biYPelsPerMeter=0;
//calculatetotalsizeofRGBQUADscanlines(DWORDaligned)
bih.biSizeImage=(((bih.biWidth*3)+3)&0xFFFC)*bih.biHeight;
PGETFRAMEpFrame;
pFrame=AVIStreamGetFrameOpen(pStream,NULL);
AVISTREAMINFOstreaminfo;
AVIStreamInfo(pStream,&streaminfo,sizeof(AVISTREAMINFO));
//Getthefirstframe
BITMAPINFOHEADERbih2;
longlsize=sizeof(bih2);
intindex="0";
for(inti="iFirstFrame";i { index=i-iFirstFrame; BYTE*pDIB=(BYTE*)AVIStreamGetFrame(pFrame,index);// AVIStreamReadFormat(pStream,index,&bih2,&lsize); BITMAPFILEHEADERstFileHdr; BYTE*Bits="new"BYTE[bih2.biSizeImage]; AVIStreamRead(pStream,index,1,Bits,bih2.biSizeImage,NULL,NULL); //RtlMoveMemory(Bits,pDIB+sizeof(BITMAPINFOHEADER),bih2.biSizeImage); bih2.biClrUsed=0; stFileHdr.bfOffBits=sizeof(BITMAPFILEHEADER)+sizeof(BITMAPINFOHEADER); stFileHdr.b
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